CC BY
37
2. Васюкевич В.В. Внедрение электронных учебно-методических комплексов по дисциплинам в образовательную практику вуза // Инновации в образовании. 2010. № 2. С.39 - 55.
Вальтер Александр Игоревич, д-р техн. наук, профессор, valter.alekaramhler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Лыжков Евгений Анатольевич, студент, evgeniylyzhkovagmail. com, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ELECTRONIC EDUCATIONAL-METHODICAL COMPLEX FOR STUDENTS OF BACHELOR OF DIRECTION MECHANICAL ENGINEERING
A.I. Valter, E.A. Lyzhkov
The shell of the electronic educational and methodical complex (EEMK) for technical disciplines was developed on the example of the course "Production of cast billets in sand molds" intended for a distance education system at Tula State University. It is shown that the created EEMK provides the possibility of differentiating training according to the level of complexity, taking into account the individual characteristics of the student, increasing the efficiency of independent work through self-study and self-control, as well as an objective assessment of the results of studying the course.
Key words: electronic educational and methodical complex, multimedia technology, training of engineering students
Valter Alexander Igorevich, doctor of technical sciences, professor, valter. aleka ramhler. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Lyzhkov Evgeniy Anatolyevich, student, evgeniylyzhkov@gmail. com, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.9: 663
АНАЛИЗ ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ СКЛАДНОЙ КАРТОННОЙ КОРОБКИ НА ЭТАПЕ ДИЗАЙНА
И.Б. Давыдов
Рассмотрены и проанализированы основные стадии изготовления складных картонных коробок для различных отраслей промышленности на этапе дизайна, проанализированы программные продукты САПР для разработки чертежа развертки складной картонной коробки.
Ключевые слова: упаковка из картона, складные картонные коробки, дизайн упаковки, САПР упаковки.
Картонная упаковка широко применяется в различных отраслях промышленности и видах производств (пищевая, фармацевтическая, косметическая, медицинская, полиграфическая, бытовая химия и др.). Картон
364
обладает целым рядом свойств (жесткость, легкость, оптимальная влажность, печатные свойства, закрепление красок на поверхности, защита упаковываемого изделия, сравнительно невысокая стоимость, минимальное загрязнение окружающей среды), именно которые ставят его на первое место среди других видов упаковочных материалов [1, 2].
Наибольшая доля производства всей упаковки из картона в рассмотренных отраслях промышленности представлена складными картонными коробками (далее - коробок), которые представляют собой плоские, иногда частично сложенные, заготовки, поступающие на фабрику изготовления упаковываемых изделий стопками с нанесенной печатью и требующие автоматической сборки в процессе фасования и упаковывания изделия [3, 4, 5].
Перед поставкой на фабрику заготовки коробок в своем производстве проходят два основных этапа: разработка дизайна коробки и непосредственное ее производство.
Основные операции второго этапа производства данных коробок -высечка и биговка рассмотрены в работе [6], в которой было проанализировано взаимосвязанное влияние параметров высечки и биговки и параметров складной картонной коробки. Было показано, как при увеличении габаритных размеров и толщины складной картонной коробки увеличивается усилия высечки и биговки, что позволяет при проектировании и разработке коробок выбирать оптимальные параметры оборудования для реализации указанных процессов и, тем самым, обеспечивать требуемое качество коробок.
На первом этапе производства в первую очередь решаются задачи дизайна, основные стадии которого показаны на рис. 1.
Рис. 1. Схема первого этапа изготовления складных картонных коробок
После сбора и анализа информации о целевой аудитории, возможных конкурентах в данной области и рынке в целом, формирования главной идеи осуществляют разработку дизайн-концепции. При этом необходимо выработать не только графические решения будущей коробки, но и подобрать оптимальную ее форму из целого ряда предложенных вариантов. На последних стадиях данного этапа выполняют допечатную доработку макетов разработанного дизайна, его верстку и окончательно подготавливают макеты коробок для типографии [4].
Разработка оптимальной конструкции складной картонной коробки в процессе дизайна во многом определяет спрос упакованного изделия на потребительском рынке и его себестоимость.
Рассмотрим некоторые программные продукты для разработки чертежа развертки складной картонной коробки. К таким программам, например, можно отнести Impact (Arden Software), ArtiosCAD (Barco Graphics), MarbaCAD (Arden Software), Elcede DieCAD (Elcede), AutoCAD (AutoDesk). Для разработки графического дизайна складной картонной коробки можно использовать всем известные CorelDraw и Adobe PhotoShop. Для верстки графического дизайна, заключающейся в совмещении графического дизайна и чертежа развертки разрабатываемой коробки, а также внесения необходимых изменений в дизайн оптимальным является использование специализированных CAD/CAM систем, в которых версия универсальных графических пакетов значительно облегчена.
Программа Impact, разработанная специально для упаковочной промышленности, обеспечивает выполнение технологических стадий от разработки чертежа развертки складной картонной коробки до изготовления плоских или ротационных штампов [7]. Программа позволяет создать любой крой новой коробки (рис. 2). Данный способ считается разработчиками основным, но также поддерживается удобная и простая в использовании огромная библиотека стандартных коробок (сначала выбирается требуемая форма коробки и задаются ее основные размеры, толщина картона и его тип, затем программа рассчитывает крой).
Рис. 2. Интерфейс программы Impact
Для разработки складной картонной коробки можно использовать ее отсканированный эскиз совместно с функцией, которая преобразует растровое изображение в векторное. Чертеж коробки на всех этапах можно корректировать с возможностью сохранения предыдущего варианта. Важной особенностью программы является возможность сделать любой чер-
366
теж параметрическим (проставив определенным образом размеры и заменив на параметры некоторую их часть, можно превратить полученный чертеж в подобие стандартного из библиотеки; при этом изменяются значения параметров, и после пересчета складная картонная коробка перестраивается автоматически).
Встроенный в программу блок раскладки кроя на листе картона (или доске штампа) осуществляет свои задачи как автоматически, так и может корректироваться пользователем с учетом, например, тиража, использования на предприятии нескольких типов прессов с разными настройками. А модуль трехмерной графики позволяет после экспорта изображения расположить его на чертеже коробки и при необходимости ее «сложить» с визуализацией всей графики в различных ракурсах. В сложенную картонную коробку можно положить изделие, вращать ее в различных плоскостях, подсвечивать источниками света, создать анимацию и ролики.
Программный продукт ArtiosCAD предназначен для конструирования любых типов упаковки из различных материалов и изготовления оснастки для форм высечки. Он включает различные программные модули. Модуль Connection - базовый компонент всех конфигураций программы, позволяющий дизайнерам заложенной в базу программы картонной коробки, подключаясь к системе, открывать нужную работу, проверять и отправлять на печать (рис. 3).
Рис. 3. Интерфейс программы ArtiosCAD
Модуль Layout используют для оптимального размещения раскроев, модуль Builder на базе библиотеки распространенных упаковочных раскроев и стилей позволяет мгновенно создать новый раскрой коробки, модуль Designer служит для создания новых раскроев, а совместно с модулем Builder позволяет не только добавлять новые элементы, но и изменять геометрию раскроев выбранного стиля, формы для высечки создаются в мо-
367
дуле DieMaker, и множество других модулей для выполнения таких функций, как документирование (модуль Advanced StyleMaker), управления информацией (модуль Information Enhancement) и прочие. ArtMaker - собственный модуль графического дизайна, необходимый для изготовления и совмещения графического оформлениея с готовым раскроем складной картонной коробки. Опция трехмерной сборки позволяет обеспечить соответствие графического дизайна раскрою на каждой из сторон поверхности коробки. Intelligent Layout служит для оптимизации раскроя коробки и его размещения на листе с учетом снижения производственных расходов, определяя оптимальный вариант. Plato является модулем, позволяющим создать не только лицевую сторону, но и оборотную при их полном соответствии друг другу [8].
Программный продукт MarbaCAD представляет собой разветвленную систему проектирования упаковки, всей необходимой оснастки и является универсальным при разработке различных конструкций коробок. Основным преимуществом является наличие особенных специализированных для конкретной отрасли программ и утилит со всеми принятыми в проектировании упаковки стандартами. Также наличие всех технологических типов линий (рез, биговка, перфорация, отрывная перфорация и др.) обеспечивает дополнительные плюсы. Интерфейс программы показан на рис. 4.
^ В»
inm tjruajij
» Efurt •
• ГЛ/ii 2-.CI I 0»*raiа t ■ i,fLftW)
ilubiùlb tiytau
I MM EJw-4 yOitv J» Ли»«* a*1
f I fwici - t^a » I Mo, ^oii-nij •
QL fou», «
S ffl .tioeuii
lv;- trjuu.^t itiibdt,
сита» »и »ffv UrtBUd
Д«8> ¡Ht.tu»:J
i'l Г|Г ÜCflU
OltO Dri*'K?Ji
.y Mrrfiw t tü £
t uüf SbiüüLaiü
■ 'JSmnr
ITtA.
Jtrt
UHC В IWÎ
-IL
.1 « , .T,
7
i ■ !» l»f\Г^-юдч Otc.'Kl /
UlllVf l'UJUIt lim-G ÏJJIV4»(h п.ч. If)
l -l^Jû <
Q I >IL bCBtt. I 1 -т'я«М
Рис. 4. Интерфейс программы MarbaCAD
Чертеж в программе представляет собой иерархическую «слоистую» структуру, в которой каждый слой соответствует различным процессам производства (чертеж самой упаковки, ее раскладка на листе, штанцформа для ее изготовления, 3-мерный вид и т.д.).
Применение других программных средств для разработки складных картонных коробок на этапе дизайна не будет являться профессиональным. Ведь полученные на этапе разработки чертежа развертки складной картонной коробки файлы в дальнейшем станут основой для управления работой автоматизированного оборудования.
Список литературы
1. Давыдов И.Б. Особенности упаковки различных видов штучных пищевых продуктов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. Вып. 9. С. 438-446.
2. Давыдов И.Б. Упаковка из картона: особенности, основные виды и область применения в пищевой промышленности // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. Вып. 11. С. 597607.
3. Давыдов И.Б. Особенности технологии складных картонных коробок для пищевых продуктов // Вестник Тульского государственного университета «Автоматизация: проблемы, идеи, решения»: сб. научных трудов национальной заочной научно-техн. конф. с международным участием «АПИР-23», 8-9 ноября 2018 года / под ред. В.В. Прейса. Тула: Изд-во ТулГУ, 2018. С.73-81.
4. Пантюхина Е.В., Котляров В.С., Пантюхин О.В. Перспективные технологии изготовления пищевой упаковки: учебник. Тула: Изд-во ТулГУ, 2018. 212 с.
5. Давыдов И.Б. Анализ фасовочно-упаковочного оборудования для производства упаковки из картона // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 3. С. 441-445.
6. Боровкова Э.В., Давыдов И.Б., Пантюхина Е.В. Анализ процесса высечки и биговки при производстве складных картонных коробок для пищевых продуктов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 2. С. 426-430.
7. Пакет Impact. Arden Software [Электронный ресурс]. URL: https://infopedia.su/8xaf0a.html (дата обращения: 25.04.2019).
8. Конструирование упаковки и POS-материалов в ArtiosCAD от EskoArtwork [Электронный ресурс]. URL: https://compuart.ru/article/21338 (дата обращения: 27.04.2019).
9. MarbaCAD [Электронный ресурс]. URL: https://studbooks.net/ 2525697/tovarovedenie/marbacad (дата обращения: 28.04.2019).
Давыдов Иван Борисович, магистрант, svoryi@gmail.com, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ANALYSIS SOFTWARE DEVELOPMENT FOR FOLDING CARTONS A T THE DESIGN STAGE
I.B. Davidov 369
The article describes and analyzes the main stages of production of folding cardboard boxes for various industries at the stage of design, analyzed CAD software products for the development of the drawing of the folding cardboard box.
Key words: cardboard packaging, folding cardboard boxes, packaging design, CAD packaging.
Davidov Ivan Borisovich, masters, svoryi@gmail. com, Russia, Tula, Tula State University
УДК 004.032.26; 004.424.62
ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ НА СТРОКОВЫХ ДАННЫХ ПРИ ПОМОЩИ ДИФФЕРЕНЦИРУЕМОГО РЕДАКЦИОННОГО
РАССТОЯНИЯ
Е.П. Офицеров
Приводятся детали параллельной реализации алгоритмов вычисления дифференцируемого редакционного расстояния и его градиента. Соответствующий программный комплекс написан на языке Python и использует технологию Nvidia Cuda для расчетов на графическом процессоре. Кроме того, комплекс содержит функционал для интеграции с фреймворком Chainer и набор инструментов для обработки строковых данных методами машинного обучения.
Ключевые слова: Дифференцируемое редакционное расстояние, машинное обучение, символьная последовательность, CUDA, параллельные вычисления.
Задачи, связанные с применением методов машинного обучения для работы с символьными последовательностями (или строками), имеют большое прикладное значение в таких областях, как биоинформатика и обработка естественного языка. При этом строковые данные обладают рядом особенностей, которые отличают их от таких классических для машинного обучения объектов, как многомерные векторы или растровые изображения. К таким особенностям относятся переменная длина, а также тот факт, что естественной метрикой в пространстве строк является дискретное расстояние Левенштейна [1]. Вследствие этого многие классические задачи анализа данных (в частности, машинного обучения) на символьных последовательностях становятся вычислительно сложными (часто NP-сложными). Например, эффективный при работе с векторными данными в евклидовом пространстве алгоритм К-средних [2] крайне сложно применить для кластеризации наборов строк в силу сложности нахождения центроида. Ранее в работах [3, 4] была предложена новая метрика для сравнения символьных последовательностей - дифференцируемое редакционное расстояние (ДРР), которое позволяет решить проблему применимости К-средних к строковым данным.
Для решения прикладных задач обработки строковых данных был разработан программный комплекс на языке Python. Он содержит параллельную реализацию алгоритмов вычисления дифференцируемого
